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循環水泵節能技術的應用

文檔作者：謝勇文檔來源：首鋼水鋼動力廠			點擊數：
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水鋼科技SHUIGANG SCIENCE ＆ TECHNOLOGY 第129期
循環水泵節能技術的應用
謝勇
(首鋼水鋼動力廠貴州六盤水553028)
摘要：循環水泵一直是工業系統的一個重要能耗源，電價不斷高漲的今天，如何降低循環水泵
的電耗，又能滿足各工業設備冷卻對循環水的需求，是一個持續不斷追求的目標。本文用水鋼動
力廠鼓風站6臺循環水泵節能改造的例子來詮釋這一永恒的目標。
關鍵詞：循環水泵；汽蝕；節能；改造
Application of Energy-Saving Technology of Circulating——Water Pump
Xie Yong
Power Plant，Shougang Shuicheng Iron＆Steel(Group)Co．，Ltd．，Liupanshui 553028，Guizhou，China)
Abstract：Circulating-water pump is always an important energy consumer in industry．Now，with
electricity price going up，it is an insistent-pursuing goal to decrease electricity consumption of circulating-
water pump and also meet demand of circulating-water for cooling various industrial equipment．
By using the example of energy-saving improvement of 6 circulating—water pumps in blast sta—
tion of my power plant，this article explains the etemal goa1．
Keywords：eimulating—water pump；cavitation；energy saving；improvement
1 前言
動力廠汽輪鼓風機向高爐輸送壓縮空氣，汽
輪機工作完的排汽就需要循環水冷卻凝結，該泵
從2004年投產至今，水泵噪音大、葉輪因汽蝕磨
損嚴重運行周期短，導致水泵效率下降，能耗較
高，一年除了電耗，光更換葉輪等備件消耗及人
工費都要36萬余元， 目前根據對各循環水泵實
測技術參數，經流體輸送工程學計算，循環水系
統的實際管網阻力大，泵的實際運行效率較低，
循環水泵處于高功耗狀態下運行，泵內容積損失
和渦流損失較大，泵的效率有很大的提升空間，
所以對6臺循環水泵進行節能改造，消除汽蝕已
顯得刻不容緩。水鋼動力廠的鼓風機循環水泵參
數(共6臺水泵，3用3備)見表1。循環水泵實際
運行工況見表2。
表1水鋼動力廠的鼓風機循環水泵參數(共6臺水泵。3用3備)
作者簡介：謝勇(1974~)，男，助理工程師，熱力工程技術員。
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2014年第3期 循環水泵節能技術的應用
2 杭州能本高效流體輸送技術原理
杭州能本科技有限公司致力于“流體輸送系
統優化技術”等多項水循環系統節能技術的研發
和應用，通過具有自主技術專利的數據采集技術
對系統運行工況參數進行采集，全面掌握系統運
行狀況；詳細分析冷卻塔冷卻能力、水池的吸入
條件、水質情況等，徹底掌握整個介質流程的管
道特性及系統能量轉換和利用過程并準確判斷
引起高能耗的各種原因；找出最佳工況點，從而
制定最佳匹配解決方案，為系統合理配置能量分
布。遵循這一機理，能本泵從降低系統阻力、改善
熱工性能、提高水泵效率、優化水力性能等多方
面人手，消除因系統配置不合理引起的高能耗來
定制系統全方位的個性化解決方案。首先是經過
數據測量，解決系統中不必要的損失，根據實際
需要的壓力及流量設計安耐杰高效節能泵。水泵
機械效率的提高，能本泵從葉輪、泵殼的做工上、
增加導流肋、做減少摩擦的圖層等方面進行考
慮。符合最佳工況點，能本泵從水泵性能曲線上，
制造出曲線更加平滑的水泵，以免因工況發生變
化，導致效率變化太大，能本高效節能泵AN．
JDP6oo一6560為代表的流體輸送節能技術就是
這一成果的結晶，它不同于變頻等其它節能技
術，該技術通過對檢測資料的系統分析和研究，
通過整改實際系統運行中存在的不利因素，并按
最佳運行工況參數定做“高效節能泵”替換實際
處于不利工況、低效率運行的水泵，消除“無效能
耗”，提高輸送效率，達到最佳的節能效果。它從
根本上解決了循環水系統普遍存在的“低效率、
高能耗”這個技術難題。
3 能本高效節能泵ANJDP600—6560
通過對循環冷卻水系統的數據采集、軟件水
力模型分析、局部實體水力模型的建立，診斷分
析目前水系統的運行情況，按照高效流體輸送能
耗準則實行水系統最優化調整，并在此基礎上量
身定做最匹配循環冷卻水系統工況的能本高效
節能泵ANJDP600-6560，見圖1。該系單級、雙
吸、泵殼中開、蝸殼式臥式離心泵，被吸送液體最
高溫度可達105℃，流量為68-1 1000米／時，揚程
為7-200米，安耐杰NB—EPO高效節能泵具有4
大顯著特點：1)量身定做，能恰好處在最佳工況
點運行；2)效率曲線優越，高效區范圍寬，更能夠
適應負荷變化；3)水力模型設計處于世界先進
水平，制造標準完全符合歐洲標準；4)水泵機械
性能卓越，鑄件采用樹脂砂造型鑄造，所有零部
件經AM加工中心加工，機械加工精度高。
能本高效節能泵ANJDP600—6560為單級雙
吸軸向中開蝸殼式離心泵，可供臥式或立式安
裝，臥式泵的驅動端可根據需要設置在泵的左側
或右側，也就同一轉子部件可用于順時針、逆時
針兩個方向。該泵的主要零部件有：泵體、泵
蓋、葉輪、軸、密封體、泵體密封環、軸套、軸承部
件與聯軸器部件等。泵殼制成水平中開，泵的
吸人與吐出口均鑄在下半部泵體上。泵殼下半部
分的進出口法蘭在同一水平面上，即殼體采用直
線型設計，兩端支承間距離短，法蘭之間連接用
較長的螺栓，無泄漏。泵蓋能自動校正，便于安
裝。葉輪的葉型具有優異的水力性能，經過靜
平衡校驗。葉輪設計成對稱，液體從兩側進入葉
輪，可以使軸向力減小到最低限度。葉輪進口面
積大，進口無渦流，運行平穩，噪音小。如果需要，
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水鋼科技SHUIGANG SCIENCE ＆ TECHNOLOGY 第129期
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圖1 能本商效節能泵結構圖
葉輪也可以帶有密封環。對于臥式泵：泵軸的 腐蝕，運行壽命長；裝配時無須調整；采用彈性預
兩側由軸承支承，軸承采用封閉滾動式滾動軸 應力裝配，轉子部件裝拆簡便迅速。泵體密封
承，可用油脂潤滑，運行時間長；也可配置恒定油 環，以其與葉輪的間隙，來減少壓力室內的液體
位的油杯，用稀油潤滑。自由端軸承裝有軸套，這 漏回吸水室。密封環保護殼免于磨損，本身為易
樣可以在不拆除轉子或泵殼的情況下迅速更換 損零件，磨損后可以備件更換。軸封有軟填料密
軸套。泵軸完全密封，不接觸介質，無腐蝕；泵軸 封和機械密封兩種型式。填料壓緊程度必須適
短，剛性好、無振動，軸上帶有可隨時更換的軸 當，填料壓蓋為開式，可有足夠的空間用于維修、
套，軸套伸入密封區；螺紋與介質不直接接觸，耐 保養。
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2014年第3期 循環水泵節能技術的應用
4 技術改造
首先為保證改造后計算水泵運行時間，便于
核算水泵節約電量，在每臺水泵交流接觸器上加
裝累時器(見圖2)，記錄單臺主機運行時間Tn(n
為自然數)。然后更改相應電動機保護器整定值，
根據技改后的運行功率整定保護值，改造從備用
泵開始，整個改造過程不影響正常生產。
圖2 累時器
5 施工方案
施工采取只更換泵頭，保留原電機的方式進
行，施工期間確保系統的正常運行生產，由于能
本高效泵ANJDP600—6560與原泵1#、5#、6#
RDL600-620A3臺和原泵2#、3#、鉗SMGW600-
610A 3臺外型尺寸不完全相同，需對原泵水泥
基礎及進出口管路略作調整。1)新泵的固定。新
泵與原泵軸水平標高不一致(新泵軸為1 100mm，
原泵軸為1050mm)，新泵高50ram。新泵垂直中
心至聯軸器端面的尺寸為1080mm，原泵為
1060ram，新泵軸長20ram。新泵座固定孔安裝尺
寸與原泵不一致，新泵為1050ramx850mmm、
1050mm x550mm， 原泵為1 150mm x850mm、
1 150mmx550mm。原泵地腳螺栓無法使用，因新
泵比原泵高5O咖需將泵水泥基礎破除下降
50ram，因新泵軸比原泵長，安裝時往水泵盲端方
向位移20ram，然后重新預埋地腳螺栓孔，新泵固
定后二次灌漿處理。2)進出口管道配制。新泵與
原泵進口法蘭直徑一致，均為DN700，新泵與原
泵出口法蘭直徑一致，均為DN600。新泵進出口
法蘭中心高度均為490ram，原泵進出口法蘭中心
高度均為505mm。新泵進出口法蘭中心高度比
原泵低15ram，因新泵水泥基礎已下降50ram，這
樣新泵進出口高度比原泵實際均低65ram。新泵
與原泵進出口法蘭問長度均為2000mm，新泵進
口側為1100ram，出口側為900mm，原泵進出口
側均為1000ram。因此，新泵進口側長100ram，出
口側短100ram。將原泵進口DN700法蘭廢除，同
時在進口管道中間段割開，通過調整DN7oo管
路的走向以彌補65mm高度差和20mm前后錯
位差，然后與新泵進口法蘭連接。廢除原泵出口
DN600法蘭。將出口管道與彎頭垂直焊接處割開
同時截斷DN600直管長65mm，然后重新焊接。
原泵出口段加接一段DN600直管與新泵出口法
蘭連接，20ram前后錯位差通過彎頭焊接時調整。
現場配管連接時盡量使管路圓滑過渡，以減小流
體阻力和增加管路美觀性。
6 技改后節能效果
改造完成后，水泵完全滿足生產需求，改造
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水鋼科技SHUIGANG SCIENCE ＆ ，rECHNOLOGY 第129期
7 節能效益
節電計算匯總見表5。改造后，循環水系統
節能改造技術特點主要是：一是糾正原水系統運
行過流量偏差，二是糾正原水系統設計存在阻力
偏高而引起功耗增加的不合理現象，三是解決常
規水泵效率偏低的問題。動力鼓風循環水系統目
前在運行中，一方面為減緩水泵泵殼內嚴重氣蝕
現象，采取了以限制閥門開啟度控制流量的運行
方式，在水力學中，該種方式實屬不經濟運行，存
在電能浪費問題；另一方面氣蝕現象嚴重影響水
流流態，導致較多能量消耗在水泵泵殼內部，表
現在以熱量方式從泵體向外界傳遞；再則目前水
泵在非高效段運行，系統處理非經濟運行。針對
以上問題，通過改造后消除不利因素，促使系統
達到合理、經濟運行，從而可確保改造后實現系
統節電達30％以上。
(上接第7頁)
圖4 0930四輥導衛
4 實施效果
軋鋼廠在對大規格帶肋鋼筋K2、K3孔及進
口導衛改進后，將成品縱肋扭曲角度降到10。以
下甚至沒有。這不僅提高了機時產量，減少了軋
線成品調整時間和批量廢品的產生，而且減少市
場質量異議，提高企業品牌效益。大規格帶肋鋼
筋改進工藝后減少成品調整時間每班30rain以
上，批量廢品每天2O噸以下。根據水鋼生產安全
室統計，2013年水鋼軋鋼廠全年在一棒每月共
2O天生產大規格帶肋鋼筋，采用改進工藝生產
大規格帶肋鋼筋，全年可創效600萬元。
5 結束語
軋鋼廠在一棒對大規格帶肋鋼筋軋線工藝
局部改進，并取得良好的效果，不僅可使軋鋼廠
各條棒材生產線形成專業化生產，創造很好的直
接經濟效益，同時節約資源，符合國家產業發展
政策，具有較高的社會效益。
參考文獻
【1】松筠，唐文林．型鋼孔型設計[M】．北京：冶金工業出版
社．2000年．
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